論文の概要: GHz-rate all-fiber active polarization state analyzer for quantum protocols

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.09597v1
• Date: Fri, 10 Jul 2026 16:54:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-13 14:47:12.907582
• Title: GHz-rate all-fiber active polarization state analyzer for quantum protocols
• Title（参考訳）: GHzレート全ファイバーアクティブ偏光状態解析器
• Abstract要約: 本稿では, GHz帯全ファイバー偏光状態解析装置の試作を行い, 実測値の能動的, 試行錯誤的再構成を実現する。 状態解析器は、リチウムニオブ酸リチウム電気光学位相変調器を内蔵したファイバサニャック干渉計をベースとしている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Active selection of the measurement basis underpins quantum protocols including device-independent quantum key distribution, quantum teleportation with active feed-forward, and Bell tests. High-speed operation is crucial to minimize the latency between consecutive measurement choices, enabling faster protocol execution and higher achievable communication rates. Here, we demonstrate a GHz-rate all-fiber polarization state analyzer enabling active, trial-by-trial reconfiguration of the measurement basis, which we validate by performing a CHSH Bell test. The state analyzer is based on a fiber Sagnac interferometer incorporating a lithium niobate electro-optic phase modulator, built entirely using off-the-shelf fiber-optic components. Operating at a nominal repetition rate of 1 GHz, the system performs dynamic polarization measurements for the CHSH Bell test, achieving polarization visibilities up to 99% and a violation of $S = 2.6975 \pm 0.0005$, certifying entanglement at an unprecedented rate. Furthermore, the system demonstrates excellent long-term stability, preserving the Bell-inequality violation for more than 6 hours without realignment. These results establish the proposed state analyzer as a versatile, scalable platform for quantum communication protocols requiring fast, reconfigurable polarization-state measurements.
• Abstract（参考訳）: 測定基盤のアクティブな選択は、デバイス非依存の量子キー分布、アクティブフィードフォワードによる量子テレポーテーション、ベルテストなど、量子プロトコルの基盤となる。 高速動作は、連続した測定選択間の遅延を最小限に抑え、より高速なプロトコル実行と高い通信速度を実現するために重要である。 本稿では, GHz帯全ファイバー偏光状態解析器を試作し,CHSHベル試験により検証した。 状態解析器は、リチウムニオブ酸リチウム電気光学位相変調器を内蔵したファイバサニャック干渉計をベースとしている。 このシステムは1GHzという名目的な繰り返し速度で動作し、CHSHベル試験の動的偏光測定を行い、最大99%の偏光振動を達成し、S = 2.6975 \pm 0.0005$の違反を犯し、前例のない速度で絡み合いを認証する。 さらに,ベルの不等式違反を6時間以上放置し,良好な長期安定性を示す。 これらの結果は、高速で再構成可能な偏光状態測定を必要とする量子通信プロトコルのための汎用的でスケーラブルなプラットフォームとして、提案した状態解析器を確立する。

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